Previsioni del tempo sulla Terra, su Marte e su Titano Climatologia

Previsioni del tempo sulla Terra, su Marte e su Titano
Climatologia comparata dei tre “pianeti”
Gianluca Lentini
Planetario “Ulrico Hoepli”, 23 Aprile 2013
La famiglia del Sole: i corpi “solidi”
Pianeti di tipo terrestre, satelliti, pianeti nani, asteroidi, TNO, …
Le unità geofisiche
GEOSFERA
ATMOSFERA
IDROSFERA
CRIOSFERA
BIOSFERA
ANTROPOSFERA
L’atmosfera: è una questione di “forza”
Leggi Dinamiche e Termodinamiche
L’atmosfera di un pianeta è la cassa di risonanza dei
cambiamenti che avvengono in tutte le unità geofisiche
Masse reciproche delle unità geofisiche
Geosfera: 5.9 * 10^24 kg
Idrosfera: 1.4 * 10^21 kg
Atmosfera: 5.1 * 10^18 kg
L’atmosfera
Atmosfera è un veicolo privilegiato per conoscere un
pianeta. Ma non è certo l’unic0!
Informazioni essenziali sulla storia e l’evoluzione di un pianeta
L’atmosfera registra i cambiamenti: l’ossigeno
La biosfera terrestre, la geosfera e l’O2 atmosferico
La presenza di rocce con
minerali di Ferro ossidati
(es. ematite: Fe2O3) è indice
della presenza di Ossigeno
nell’atmosfera.
L’accumulo di Ossigeno
nell’atmosfera comincia 3.8
Bya (rocce con bande di Ferro);
a partire da 2 Bya la quantità di
O2 è tale da permettere la
formazione dei Red Beds.
Bande di Ferro: 3.8 Bya
Red Beds: 2 Bya
Il cambiamento climatico
Anomaliediditemperatura
Temperatura(˚C)
(˚C) rispetto
Anomalie
rispettoalla
allamedia
media1971-2000
1961-1990
da Climatic Research Unit, University of East Anglia,
http://www.cru.uea.ac.uk/
Previsioni del tempo… o climatologia?
Da METEO a CLIMA
Il clima si definisce come distribuzione statistica di variabili meteorologiche
in intervalli di tempo di diversi decenni o superiori (30 anni, WMO)
Schär
role
of of
increasing
temperature
variability
in European
summer
heatwaves”,
Nature 427:
332–
Schäret
etal.,
al.,2004:
2004:“The
“The
role
increasing
temperature
variability
in European
summer
heatwaves”,
Nature
427: 336.
332–336.
Fasce climatiche… terrestri
Classificazione climatica di Koeppen
Storie di variabili meteorologiche
Annali Meteorologici
Stazioni secolari italiane
La serie meteorologica di Milano Brera
250 anni nel 2013!
Carte di rianalisi… terrestri
Grandi strutture circolatorie: T—>P, fenomeni meteorologici
Il clima sulla Terra e altrove…
Atmosfera
Radiazione
Solare
Geosfera
Biosfera
Criosfera
SISTEMA CLIMA
(Forzante Antropica)
Osservazioni delle variabili climatiche:
temperatura, precipitazioni, pressione.
Osservazione degli spettri…
Idrosfera
L’atmosfera… anche di mondi lontani
Kepler e James Webb Space Telescope
Nuove tecnologie per l’individuazione di Esopianeti: i marker atmosferici
L’atmosfera… anche di mondi lontani
Sing/Colon, Gran Telescopio Islas Canarias
“Nelle belle sere dell’autunno passato…” a Brera
Giovanni Virginio Schiaparelli
‘Noi dunque desidereremmo essere liberati da cotesto incubo della
meteorologia, che consuma metà delle nostre risorse senza alcuna
soddisfazione…’
“Il singolar globo di Marte, che sotto più riguardi rassomiglia al
nostro, e nel quale sembrano celarsi così interessanti misteri, ogni
giorno più chiama a sé l’attenzione pubblica, e sempre più è fatto
oggetto di accurati studi e ardite speculazioni. ..”
Il singolar globo di Marte
Caratteristiche di Marte
Raggio = 1/2 Terra
Gravità = 1/3 Terra
Anno = 687 giorni terrestri
Incl. Asse = 25°
Dist. media Sole = 1.6 UA
Stagioni “di tipo terrestre”, lunghe il doppio
L’atmosfera e il clima di Marte
Composizione = 95% CO2, 3%N2,
1.6% Ar, 0.3% O2
Pressione Sup. = 0.6% Terra
Temperatura = tra -140°C a +30°C
Stagioni = da 150 a 190 giorni
Classificazione
climatica di Marte
Le calotte polari di Marte
“Le vicissitudini del clima nei suoi due emisferi, e specialmente le nevi che
biancheggiano intorno ai suoi poli, e con alterna vece crescono e decrescono
secondo le stagioni, né più e né meno di quello che si osserva nelle regioni
agghiacciate del nostro globo”
Meteorologia di Marte: neve, brina e nuvole
Lander Viking 2 – precipitazione di CO2 solida, sotto i -125°C
Nuvole sui poli marziani
Meteorologia di Marte: vento
Dust devils: bassa pressione e
differenze di temperatura T-->P
Dimensioni, durata e velocità
paragonabili, se non
superiori, a quelle terrestri
L’acqua su Marte: prove geologiche di idrografia
Conglomerati fluviali su Marte e
sulla Terra – da Curiosity
Presenza confermata di minerali
idrotermali, coni alluvionali,
reticoli idrografici, gullies
Ere geologiche marziane: dal Noachiano, all’Esperiano, all’Amazoniano
Che tempo fa in Hellas Planitia?
Episodi di acqua
liquida?
Rapide
fuoriuscite
glaciali da tavola
criosferica?
L’area più bassa della superficie
marziana, pressione atmosferica pari
all’1% di quella terrestre
L’acqua su Marte: i canali
Da Schiaparelli a Percival Lowell, passando per il Premio Guzman
“La geologia è geologia ovunque”: Steve Wall
Topografia di Marte, dal
Mars Orbiter Laser
Altimeter
Dicotomia emisferica del
Noachiano
Marte blu?
Dal passato remoto al remoto futuro
Christiaan Huygens: Luna Saturni
“E così io, nell’anno 1656, ho discusso i risultati delle mie osservazioni della
Luna di Saturno (è così che ho degnamente chiamato la nuova stella) e, insieme
ad essa, un’ipotesi contenente una spiegazione di altri fenomeni di Saturno”
E’ circondato da un anello sottile, piano e che in nessun punto tocca il pianeta…
Huygens, Systema Saturnium
“E’ così che ho degnamente chiamato”: Titano
Caratteristiche di Titano:
Atmosfera di Titano:
Distanza dal Sole = 9-10 UA
Gravità = 1/9 gravità terrestre
Pressione Sup. = 1.4 pressione terrestre
Giorno = 16 giorni terrestri
Composizione = 98.4% N2, 1.4% CH4, 0.2% H2
Anno = 29.5 anni terrestri
Presenza di un alone di idrocarburi complessi
Temperatura = 90-94 K (-180°C)
Caratteristiche T,P compatibili con liquidi sulla superficie…
Le stagioni di Titano
Durata e climatologia delle stagioni
Inclinazione Asse (Saturno) = 26.7°
4 stagioni, con durata di 7 anni l’una
Possibilità di differenze di T --> P e fenomeni meteorologici
E poi arriva Huygens…
http://saturn.jpl.nasa.gov/
Missione Cassini-Huygens (1997-oggi): sito di ‘atterraggio’ (15/01/2005)
Reticoli idrografici su Titano
Ma vi sono liquidi in superficie o sono
strutture geologiche ormai ‘a secco’?
Il riflesso di un lago lontano
Jingpo Lacus, il ‘Lago Specchio’. Polo Nord: riflessione speculare (2009)
I grandi laghi del polo Nord
Kraken Mare, Ligeia Mare: dimensioni paragonabili a Caspio e Superior
I laghi piccoli e stabili
Ontario Lacus, polo Sud
“Caldo” e precipitazioni nel solstizio d’estate…
Una gita al lago?
Mostri marini e terre incantate: i laghi polari
Celle temporalesche su Titano
Previste piogge di metano su Xanadu e Shangri-La
Onde e mareggiate, iceberg e isole…
Idrografia e Oceanografia di Titano:
Fiumi = fino a 400 km
Laghi = fino alle dimensioni del
Caspio, ma poco profondi!
Composizione = Miscela di Etano e
Metano
Onde = generalmente molto basse,
con possibili mareggiate
Presenza di Iceberg e Isole
Isole e penisole di Ontario Lacus
Previsioni del tempo su Titano
Meteorologia o Climatologia?
“Tu, se ti aggrada, puoi continuare la volata”
Grazie per l’attenzione!
Grazie per l’attenzione!